UA126511C2 - Спосіб обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності та пристрій для його здійснення - Google Patents

Спосіб обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності та пристрій для його здійснення Download PDF

Info

Publication number
UA126511C2
UA126511C2 UAA202006416A UAA202006416A UA126511C2 UA 126511 C2 UA126511 C2 UA 126511C2 UA A202006416 A UAA202006416 A UA A202006416A UA A202006416 A UAA202006416 A UA A202006416A UA 126511 C2 UA126511 C2 UA 126511C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
working part
blowing device
area
capillaries
blowing
Prior art date
Application number
UAA202006416A
Other languages
English (en)
Inventor
Віталій Михайлович Мельник
Сергій Володимирович Гідлерчук
Лариса Василівна Кардаш
Євгенія Олексіївна Косих
Олексій Павлович Кривощоков
Original Assignee
Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Іннотех-Сплав"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Іннотех-Сплав" filed Critical Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Іннотех-Сплав"
Priority to UAA202006416A priority Critical patent/UA126511C2/uk
Priority to PCT/UA2021/000082 priority patent/WO2022075961A1/en
Publication of UA126511C2 publication Critical patent/UA126511C2/uk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002Treatment with gases
    • B22D1/005Injection assemblies therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002Treatment with gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/116Refining the metal
    • B22D11/117Refining the metal by treating with gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/34Blowing through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/48Bottoms or tuyéres of converters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • C21C5/5217Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072Treatment with gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16Introducing a fluid jet or current into the charge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2250/00Specific additives; Means for adding material different from burners or lances
    • C21C2250/08Porous plug

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

Винахід належить до галузі металургія. Спосіб продувки рідкого металу в металургійній ємності включає введення газового середовища під тиском крізь вогнетривкі канали робочої частини продувного пристрою, встановленого в футеровці днища металургійної ємності, та формування бульбашкових струменів в розплаві металу, при цьому формують щонайменше два паралельні бульбашкові струмені з діаметром бульбашок 1-5 мм на відстані 20-70 мм один від одного на межі контакту з розплавом металу, сформовані струмені спрямовують з поперечної площини продувного пристрою в розплав металу під прямим кутом від робочої частини за допомогою вогнетривких каналів, які являють собою щілинні капіляри з шириною 50-180 мкм, виконані за одне ціле з робочою частиною продувного пристрою, при цьому площа контакту робочої частини продувного пристрою з розплавом металу складає щонайбільше 2-50 % від площі днища металургійної ємності, а сумарна площа поздовжнього перерізу щілинних капілярів складає 0,008-5 % від площі поздовжнього перерізу робочої частини продувного пристрою. Також заявлений пристрій для реалізації способу. Група винаходів скорочує використання газової суміші і підвищую якість одержуваного металу.

Description

: У ОК Б й ОВ МК Ж КК : 3 КЗ о ВЕ, у іш ще Е оо, Ж, й Як Ж г й ще Я є У : ЖК КЕ ее Ся МОУ НЕ Я МО Ж В х в : Же я я тм Х тд, Бе: ЗИ ж; я, я ; Її. її Е й й й рей ях Ек Е; Бе сс МК Ще вс й я | в з Те я х Є зано БЕ
Ко я ке ц з ЩЕ ся 'Ях шк в ї і х Я б Мо КК с Кай а ща ше ши ин се МИ СЕ ШИ і Де Я: Я Б шк й ди ЗД с Же но х ШЕ За шо Мо М КУ СЕ ех : й
З КО тен и ВШ ШЕ Ше СЯ и ее: Ше Ще І; меш Ї : Ї те С и НЕ и ше В ЦКУ т, Б: я Ко
Кк - кн їх с м й З Я туї ВЕ ее ох Я й а . йкя Кох я
Ши ок ее ни че ко НЕ же Я ни НМ ше - за «еееееееееееееееесея : ШК шк ЗШ и: з: ше: Я» х ОК бу Ж А й ЕЙ Й й
Ж я в: їх Я ТБ ЗЕ ж Ж Ж в ИЙ ї С в Шк я
І й м НЕ с т. я вн М Я А ше Ж си :
Кия чі | ч : щ Є я І. с ке ЩЕ В З ше ше В
Ще її: Ех т ї Я пк ч АХ т, к БК Б з У шу Ж й Ка не БЕ хе Я з с Ж» Я зу В Со ЧИ і Й й
ШИ - КО У ! ЩО ЗЕ о Ве я ЩО ще й ко й й я ОЖ о» ї ще Зв З г ке: я же Во КЗ 7 я Ко Ку
З У в - Ск ее З. КО Ку «ож Б В Б що са Є - : щ- в Бо У ШЕ 5 Ол Сх, Е - ех ЕМ а КЕ х й 4 М каш еч. «0 сЙ УМ Ше З К. -
Ше я Я г: ШЕ: ве ЗЕ ЕВ НЕ: З СЯ Ве ся ії: же НЕ сн Я з х Кз ше Ше СЗШ о й Й
Ше ШИ но чне ше и: ще 5 ша
Ко б їз. хо . Я Де я МЕ о Б ще | ше Я - Е Ще ще ЗЕ ще ; й - 8 - КК с ще ШК й : - Еш ж «Ко С: : Ех ЕН ЗИ К- і Її КЕ т . т че с Е: че шк ве А но ШЕ: й з і. я І й с Я що хо» І Ж тк Мо в шея х о в й Е т й ч ся Ж У. З Ж ОМ, ж о я Ще Х пк, Я в о с ши ї ЩЕ ще | І Зх еще Ше ее ке ще ко . мані Е Бе че п ор ех ВО із я ОО ГУ х й Ж ох р
Н шк піни й с . с з М, Б З о ОО г З , ке я о. ше и т З же г М І к я ; а В Я ЗШ Я З по З ке КУ иккккиикихіхьииььх : в я а з Я Же Б: о. а й В. і; м В ь на Й щи ре й ЕН КУ ВУ еч су о І. ЩО ж Ж ще й Ка сь іх й к я : . ще і Ши Ше ВО ок ЩО, сщеся мк ШЕ З х КЕ: : Ще КЗ 5 Ж ЩО Е жо Ж Ох і ШЕ Зея ; Вс й
Ж с : о Ж Я Ж: І: М ОТ АХ в: й й
Ж о ОО 0 ОХ В тео іс ЗЕ че й ж й де сш В В Баш КО, ЯКО с Я Ж, -к ке те с" ШЕ З
Й | я З 7 й «Мн. п ЗИ ЗИ: С КЗ чи ще й Й в ЩЕ ж и Е: З ш-щ ши онко нний Ом: КИ й уч в З я КЗ в я я р У ше я хх шк -к 5 й і є її . Є - ок Й ж - - ря 7 я й я м з Й
Я є К СН ЗИ й КЗ р ща о Ж й Ко
Е. ри я х К є в Я в кож - НЯ
Ж КЗ Кк К ша - я неї си з ше о нй й я т
К: Кк ї о Я М Кох С я як х й Є й й й : їх . я К я й | - х. х я х зх ! З І й : і ; Фк З і Ех ся жк. хх я з ден де
Дек
Дике дек они ак:
Фі фіг. 2
Винахід належить до металургії, а саме до способу обробки металургійних розплавів та/або шлаків шляхом подачі газового середовища в металургійний агрегат та пристрою для його реалізації та може бути використаний для рафінування розплаву, його модифікування, насичення або кінцевого доведення сталі та сплавів при виробництві.
З рівня техніки відоме застосування ежекційних технологій обробки рідких металів газами для підвищення якості розплавів з використанням нижнього дуття за допомогою продувних пристроїв, таких як фурми, пористі або щілинні пробки та продувні моноблоки.
Відомі способи продувки металу, що включають підведення газового середовища через наскрізні канали в робочій частині продувного пристрою, який є складовою частиною футеровки днища металургійної ємності, і формування безлічі бульбашкових потоків або струменевих потоків, або їх комбінації, на кордоні футерування - рідкий метал.
Частіше за все метою такої продувки є рафінування розплаву шляхом подачі інертних газів для флотації і захвату неметалевих включень бульбашками газу з подальшим видаленням з поверхні розплаву часток, що спливли. Характерним прикладом такої технології є спосіб продувки рідкого металу в ковші, описаний в патенті ЕР 110182581 від 16.07.2003, який включає підведення інертного газу через наскрізні канали в робочій частині продувного пристрою, який є складовою частиною футеровки ковша, з одночасним формуванням струменевих (4 бульбашкових потоків на кордоні футерування - рідкий метал. В даному патенті розкритий вогнетривкий керамічний газовий продувний пристрій, що являє собою конічну пробку, робоча частина якої виконана із керамічного матеріалу зі сформованими в ньому неорієнтованими порами, що проходять зі сторони подачі газу до торцевої поверхні з боку випуску газу в розплав, і газонепроникного керамічного матеріалу, що оточує керамічний пористий матеріал і формує на сполучній площині щілинний круговий канал. Це дозволяє створювати як бульбашки, що утворює газовий потік при проходженні крізь пори, так і струмінь, що проходить крізь круговий щілинний капіляр та сприяє флотації бульбашок в розплаві.
Також відомим є спосіб придонної продувки за допомогою щілинної пробки, встановленої в днищі металургійної ємності, для збільшення вмісту азоту при виробництві азотовмісних сталей і сплавів, розкритий в пат. 5В1282161А від 19.07.1972. Недоліком способів з використанням пробок є локальність ежекції потоків газу, що знижує ефективність процесу масообміну та не дозволяє обробку великого об'єму розплаву, а також висока швидкість зносу продувного вузла за рахунок закупорювання пор або вигорання щілинних капілярів. Крім того використання пробок не є ефективним для інших цілей продувки розплаву газовим середовищем, як, наприклад, газокиснева обробка або додавання реакційних сполук, таких як феросплави та розкислювачі, до рідких розплавів металу.
Технології зазначених обробок розплаву з використанням нижнього дуття проводять зазвичай з використанням придонних фурм з щілинними каналами, розташованими в металевій гільзі, що встановлена в металеву оболонку, як розкрито наприклад в пат. ОЕ4234974С2 від 22.12.1994.
Недоліком використання фурм для продувки є недостатня інтенсифікація розплаву газовими потоками за рахунок їх перетину та взаємного поглинання, при якому спостерігається підвищений реакційний знос вогнетривкої футеровки в газовому просторі, а також обмежена можливість їх застосування на практиці, оскільки фурми мають бути конструктивним елементом металургійного обладнання і не можуть бути встановлені та використані в деяких ковшах або печах.
Найбільш близьким за універсальністю використання є спосіб обробки розплавів за допомогою продувного пристрою, що складається щонайменше з одного моноблока, придатного для встановлення в нижній частині футеровки металургійної ємності. Основною проблемою використання моноблоків є недостатня площа взаємодії газових потоків з розплавом, оскільки розташування капілярів на робочій площі моноблока, обмеженого корпусом, при цьому збільшення кількості капілярів напряму пов'язана зі зменшенням їх перерізу і зниженням інтенсифікації розплаву, а збільшення призводить до швидкого зносу за рахунок розмивання потоками металу. Це вирішується, як наприклад зазначено у пат.
КО2309183С2 від 27.10.2007 шляхом формування струминних потоків під кутом до нормалі робочої частини продувного пристрою, і формування бульбашкових потоків шляхом ділення одиничних струменевих потоків на елементарні. Однак для здійснення даного способу робоча частина моноблоку має бути виконана з використанням спеціального профілювання поперечних перерізів капілярів, що ускладнює як технологію виготовлення моноблоків, так і обрання режимів технології для оптимізації продування.
Найбільш близькими технічними рішеннями за сукупністю суттєвих ознак і результату, що 60 досягається, для групи винаходів є пат. ШАУО90О9И від 25.06.2015, який описує комбінований моноблок донної продувки, що містить складений капілярний вогнетривкий модуль з капілярами перерізом в межах 100-330 мкм, встановленим в обойму з газорозподільною колекторною системою, яка містить патрубок для підведення газу. Спосіб використання даного блоку полягає у введенні газового середовища під тиском крізь вогнетривкі канали робочої частини продувного пристрою, встановленого в футеровці днища металургійної ємності, та формування потоків в розплаві металу, що дозволяє утворювати паралельні струмені та диспергувати в розплаві металу велику кількість бульбашок.
Недоліком даного продувного пристрою та способу його застосування є те, що капіляри виконані з вогнетривкого матеріалу, відмінного від матеріалу модулю, шляхом, наприклад, заповнення заздалегідь пробитих в модулі щілин легкозаймистим вогнетривом з його наступним випалом, або виготовленням їх з вогнетривкого металу з наступним замонолічуванням в модуль. Це призводить до того, що внутрішні канали для проходу газу відносно широкі, що викликає високі втрати тиску та газового середовища і призводить до виникнення бульбашок різноманітних неконтрольованих розмірів, що значно знижує ефективність гомогенізації розплаву.
Задачею заявленого винаходу є створення способу та пристрою обробляння рідкого металу газовим середовищем з забезпечення утворення паралельних струменів бульбашок малого діаметру в розплаві металу без їх перетину та взаємного поглинання, та придатного для використання в усіх видах металургійних ємностей як пічної так і позапічної обробки, шляхом створення умов та параметрів, що задають вихідні розміри бульбашок та їх рівномірне розподілення в усьому об'ємі розплаву.
Поставлена задача вирішується тим, що у способі, який включає введення газового середовища під тиском крізь вогнетривкі канали робочої частини продувного пристрою, встановленого в футеровці днища металургійної ємності, згідно з винаходом, формують щонайменше два паралельні бульбашкові струмені з діаметром бульбашок 1-5 мм на відстані 20-70 мм один від одного на кордоні контакту з розплавом металу. Сформовані струмені спрямовують з поперечної площини продувного пристрою в розплав металу під прямим кутом від робочої частини за допомогою вогнетривких каналів, які являють собою щілинні капіляри з шириною 50-180 мкм, виконані за одно ціле з робочою частиною продувного пристрою. При
Зо цьому площа контакту робочої частини продувного пристрою з розплавом металу складає щонайбільше 2-50 95 від площі днища металургійної ємності, а сумарна площа поздовжнього перерізу щілинних капілярів складає 0,008-5 95 від площі поздовжнього перерізу робочої частини продувного пристрою. Тиск введення газового середовища при цьому становить 0,05- 0,25 МПа.
При цьому як газове середовище може бути використаний аргон або азот, або кисень. До газового середовища також можуть бути додані дисперсійно-структуровані феросплави та розкислювачі з розміром фракції до 10 мкм.
Таке здійснення способу дозволяє значно підвищити якість отриманого металу за рахунок забезпечення розповсюдження бульбашок по всьому об'єму розплаву і практично уникнути наявність мертвих зон продувки.
При цьому зазначений спосіб може бути застосований для рафінування розплаву в разі використання інертних газів, для азотування, модифікування добавками, насичення киснем тощо та бути придатним для використання в усіх видах металургійних ємностей в поєднані з будь яким футеруванням, а саме в електродугових та індукційних печах, сталерозливному ковші, в промковші, ковші-печі, барабанному ковші тощо.
Для забезпечення здійснення способу та вирішення поставленої в основу винаходу задачі, було розроблено продувний пристрій, який, згідно з винаходом, являє собою щонайменше один блок з жароміцного бетону, що містить корпус, оснащений у нижній частині газорозподільним колектором з вхідним патрубком, з монолітно встановленою в корпусі над колектором робочою частиною у вигляді вогнетривкого модуля з виконаними в ньому за одне ціле наскрізними вертикальними повздовжніми щілинними капілярами, які паралельні та віддалені один від одного на відстань 20-70 мм, та розташовані в поперечному напрямку відносно корпусу. При цьому ширина кожного капіляра знаходиться в межах 50-180 мкм, а сумарна площа поздовжнього перерізу капілярів складає 0,008-595 від площі поздовжнього перерізу робочої частини продувного пристрою.
Таке виконання дозволяє диспергувати газове середовище в розплаві на якомога більшу кількість дрібних бульбашок, що підвищує інтенсифікацію продування з багаторазовим збільшенням площі активної взаємодії без ризику надмірного бурління розплаву, утворення бризок і виплеску металу з ємності. бо Як матеріал вогнетривкого модулю може бути використано жароміцний бетон з табулярного глинозему з додаванням електрокорунду та/або шпінелі та з вмістом АІ2гОз не менше 90 95, що сприяє протистоянню хімічному і термічному впливу металу і шлаку та розмиванню потоками металу, що виникають під час продування.
Можливість здійснення винаходу, що характеризується наведеною вище сукупністю ознак, а також можливість реалізації його призначення підтверджена описом та проілюстрована графічними матеріалами.
Фіг. 1 - графік залежності швидкості спливання бульбашки в розплаві металу від її діаметра,
Фіг. 2 - схематичне зображення продувного блоку в поперечному перерізі.
На фіг. 1 представлений графік залежності швидкості спливання бульбашки в розплаві металу від його діаметра, побудований з урахуванням експериментальних та розрахункових даних при пропусканні газових струменів крізь щілини різних перерізів. Як відомо, бульбашка занурена в рідину, спливає до поверхні з постійною швидкістю по відношенню до рідини. Цю швидкість називають критичною швидкістю і в розплаві сталі при розмірі бульбашок 9-15 мм ця швидкість складає 0,33-0,43 м/с (см. наприклад Белов И.В. Стационарная скорость вспльівания пузиірей в некоторьїх жидкостях. // И.В.Белов, Г.Н. Еловиков, Б.Е. Окулов. - Сталь. - 1975. - Мо 3. - б. 85-92. ).
Виконуючи моделювання розміру перерізу щілин робочої частини продувного пристрою, вдалось встановити, що шляхом зменшення перерізу до 50 мкм і при подачі газу під тиском до 2,5 МПа, діаметр бульбашки в розплаві становить не більше 1-2 мм, і при цьому швидкість його підйому збільшується до 0,5 м/с, а при збільшенні перерізу щілини до 180 мкм, і при тиску від 0,05 МПа формується бульбашка розміром до 5 мм зі швидкістю спливання 0,3 м/с. При збільшенні перерізу до більшого розміру бульбашки, в незалежності від збільшення або зменшення тиску, формуються з діаметрами значно більшими і швидкість їх спливання поступово зменшується і вирівнюється до відомих значень. При цьому розміщення бульбашкових шлейфів на відстані 20-70 мм одна від одного забезпечує збереження розміру бульбашок на всьому шляху їх підйому.
Для застосування зазначених шлейфів газу в розплаві металу із забезпеченням максимальної швидкості їх спливання, і як наслідок ефективної флотації, важливою умовою також було забезпечення по-перше їх максимально вертикального спливання, а по-друге,
Зо визначення необхідної та достатньої кількості площі щілин відносно об'єму розплаву. Шляхом експериментальних випробувань було встановлено, що найменша достатня площа контакту має становити не менше 2 95 від площі днища металургійної ємності для різних цілей флотації, при цьому при зменшенні площі, контактує з розплавом лише зовнішня поверхня бульбашкового потоку. Як найбільша площа контакту оптимальною була визначена площа 5095, при збільшенні якої шлейфи починають перетинатись і бульбашки взаємопоглинаються.
При цьому забезпечення горизонтального розташування робочої поверхні відносно розплаву та спрямовування шлейфів в поперечному напрямку до робочої поверхні, дозволила реалізувати максимально вертикальний підйом бульбашок.
Для виготовлення пристрою для реалізації зазначеної технології було розроблено продувний пристрій, схематично зображений на фіг. 2, який містить корпус 1, виконаний з жароміцної нержавіючої сталі, оснащений у нижній частині газорозподільним колектором 2 з вхідним патрубком 3, монолітно встановлений в корпусі 1 над колектором 2 вогнетривкий модуль 4 з жароміцного бетону виконаними в ньому за одне ціле наскрізними вертикальними повздовжніми паралельними щілинними капілярами 5, які розташовані в поперечному напрямку відносно корпусу 1. Для зовнішнього захисту продувний блок, включаючи корпус 1 з колектором 2 та модулем 4 капілярів 5 може бути захищений заливним шаром 6 з жароміцного бетону, виконаного врівень з верхньою частиною модуля 4 та з виведенням назовні вхідного патрубка З газорозподільного колектору 2.
Для можливості реалізації способу ширина кожного щілинного капіляра 5 має знаходитись в межах 50-180 мкм, а сумарна площа поздовжнього перерізу капілярів складати 0,008-5 95 від площі поздовжнього перерізу модуля 4.
Для виготовлення щілинних капілярів за одне ціле з робочою частиною продувного пристрою формують фасонні елементи з термопластичного полімеру, наприклад поліпропілену, за розміром, відповідним заданому розміру щілин, які розміщують в формі на необхідній відстані, в форму заливають жароміцний бетон та після застигання спікають. В процесі спікання полімер вигорає під дією надвисоких температур, утворюючи однорідні за формою та розташуванням щілини, що запобігає їх закупорюванню або вигорянню і які не піддаються швидкому зносу при експлуатації. Після чого модуль стикують з газорозподільним колектором та також заливають жароміцним бетоном, який утворює монолітний корпус навколо робочої бо частини. При цьому лінійні параметри продувного пристрою можуть варіюватись в залежності від потреб та залежать від типу металургійної ємності і виду футеровки. Описана конструкція проста в виготовленні та обслуговуванні і може бути легко замінена при виробленні ресурсу.
При цьому лінійні параметри продувного пристрою залежать від типу ковша і виду футеровки. Заявлена конструкція проста в обслуговуванні і може бути легко замінена при виробленні ресурсу пристрою.
Приклад 1.
Випробування запропонованого способу за допомогою заявленого пристрою було проведено в сталерозливному ковші і в агрегаті «ківш-піч» для аргонової продувки з метою рафінування, дегазації та гомогенізації розплаву при виплавці сталі.
Випробування показали, що час аргонової продувки із застосуванням зазначених продувних блоків при умові забезпечення площі контакту робочої частини продувного пристрою з розплавом металу в межах 2-50 95, скорочується на 10-20 95 в порівнянні зі стандартною продувкою через щілинні продувні пробки або моноблоки з ширшими капілярами. Застосування заявленої технології та пристрою за відсутності закупорювання капілярів, також дозволило уникнути витрат на використання кисневого спису для очищення продувних елементів після розливання металу з ковшу.
Дослідно-промислові застосування показали, що дана технологія дозволяє знизити в два рази час знаходження ковша на вакууматорі та значно знизити енерговитрати, скоротити витрати газу і, як наслідок, собівартість сталі, що виплавляється.
Приклад 2.
Випробування запропонованого способу за допомогою заявленого пристрою було проведено в дуговій електроплавильній печі.
Для забезпечення високих екологічних вимог сучасні електроплавильні печі обладнуються системами відведення та очищення газів, що відводяться, потужність яких становить до 15-20
Фо загальних витрат енергії на виплавку сталі в печі.
Установка заявлених блоків в нижній частини печі в районі розпар електродів дозволила забезпечити перекриття шлейфами газу зони горіння дуги від надходження повітря, що запобігло горінню заліза і утворенню оксидів азоту. При цьому, при застосуванні способу продувки була відмічена безперервна подача холодних нижніх обсягів розплаву безпосередньо
Зо в гарячу зону і відведення перегрітого розплаву на більш холодну периферію, що запобігає перегріванню і випаровування заліза. Результати роботи дугових печей з використанням заявленого винаходу показали значне зменшення викидів бурого диму і скорочення тривалості плавок не менше ніж на 10-20 95 з відповідним скороченням собівартості продукції.
Таким чином, за допомогою заявленої групи винаходів можливо реалізувати обробляння рідкого металу газовим середовищем в дрібнобульбашковому режимі паралельними струменями, що дозволяє при скороченні використання газової суміші досягти високих гомогенізаційних процесів по всьому об'єму розплаву і значно підвищити якість одержуваного металу.

Claims (8)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб продувки рідкого металу в металургійній ємності, що включає введення газового середовища під тиском крізь вогнетривкі канали робочої частини продувного пристрою, встановленого в футеровці днища металургійної ємності, та формування бульбашкових струменів в розплаві металу, який відрізняється тим, що формують щонайменше два паралельні бульбашкові струмені з діаметром бульбашок 1-5 мм на відстані 20-70 мм один від одного на межі контакту з розплавом металу, сформовані струмені спрямовують з поперечної площини продувного пристрою в розплав металу під прямим кутом від робочої частини за допомогою вогнетривких каналів, які являють собою щілинні капіляри з шириною 50-180 мкм, виконані за одне ціле з робочою частиною продувного пристрою, при цьому площа контакту робочої частини продувного пристрою з розплавом металу складає щонайбільше 2-50 95 від площі днища металургійної ємності, а сумарна площа поздовжнього перерізу щілинних капілярів складає 0,008-5 95 від площі поздовжнього перерізу робочої частини продувного пристрою.
2. Спосіб продувки за п. 1, який відрізняється тим, що тиск введення газового середовища становить 0,05-0,25 МПа.
3. Спосіб продувки за п. 1, який відрізняється тим, що як газове середовище використовують аргон.
4. Спосіб продувки за п. 1, який відрізняється тим, що як газове середовище використовують (510) азот.
5. Спосіб продувки за п. 1, який відрізняється тим, що як газове середовище використовують кисень або кисневмісну газову суміш.
б. Спосіб продувки за п. 1, який відрізняється тим, що в газове середовище додають дисперсно-структуровані феросплави та розкислювачі з розміром фракції до 10 мкм.
7. Продувний пристрій для реалізації способу за пп. 1-6, який являє собою щонайменше один блок з жароміцного бетону, який містить корпус, оснащений у нижній частині газорозподільним колектором з вхідним патрубком, з монолітно встановленою в корпусі над колектором робочою частиною у вигляді вогнетривкого модуля з виконаними в ньому за одне ціле наскрізними вертикальними поздовжніми щілинними капілярами, які паралельні та віддалені один від одного на відстань 20-70 мм, та розташовані в поперечному напрямку відносно корпусу, при цьому ширина кожного капіляра знаходиться в межах 50-180 мкм, а сумарна площа поздовжнього перерізу капілярів складає 0,008-5 95 від площі поздовжнього перерізу робочої частини продувного пристрою.
8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що як матеріал вогнетривкого модуля використано бетон з табулярного глинозему з додаванням електрокорунду та/або шпінелі та з вмістом А/2Оз не менше 90 95. КЗ ж вчу і Е щи Ей , пон Ко . шин й : о ння Ж ПА й кн М нн МК нн нн нн е неви о а ом ни М ни ВХ МИ М и а: а НЕ ИН НН ЯН Ясний в нд ке НЕ МЕ ИН нн нн м п и нн нн нн м нм о п я що ше нн нн нн нн НЕ Ан ш Фр дви - й НЕ НЕ Ви НЕ МИ с ни МЕМ НД НН ок М ВВ ШЕ: ши нин и пи з З З З З зп с З КУА М З УС и а Я Діаметр, мм
Фіг. 1
Ї поживи М ще "7 ч- Гн ЧУ че ЧЕТ реж: А ее Ех де рей шк че а КО ННЯ: ее Ве ДИ ад я ше КО у Б М їх. щен: я Ко КД зи ше М З Ки ее я ше 5. ее с Ка: У Дня З со ОА Ух ее иа: Ж як зле з в я НИ НЕ - че ще: Й в: шини ша ие Еш песни шк фе и я ен В М о ее Ша иа ке чи ЯК як Ох Кк. ше ни и и Я с ие І» в ше і м ее ШИНИ: Са они З не Не НН В й Я МО М, «А ще МНЕ: пе : я я вед Е. у х. Ек І я КЗ Ат, чи. й: Н неси и ве а ша и ші ше нен З - шив ни ее с и я В БИ: іч х х х Кч з х й кі х лу
Фіг. 2
UAA202006416A 2020-10-05 2020-10-05 Спосіб обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності та пристрій для його здійснення UA126511C2 (uk)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA202006416A UA126511C2 (uk) 2020-10-05 2020-10-05 Спосіб обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності та пристрій для його здійснення
PCT/UA2021/000082 WO2022075961A1 (en) 2020-10-05 2021-09-23 A method for treating a liquid metal with a gas medium in a metallurgic container and a device for performing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA202006416A UA126511C2 (uk) 2020-10-05 2020-10-05 Спосіб обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності та пристрій для його здійснення

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA126511C2 true UA126511C2 (uk) 2022-10-19

Family

ID=81125637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA202006416A UA126511C2 (uk) 2020-10-05 2020-10-05 Спосіб обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності та пристрій для його здійснення

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA126511C2 (uk)
WO (1) WO2022075961A1 (uk)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2021894B3 (es) * 1988-02-19 1991-11-16 Veitscher Magnesitwerke-Actien-Gesellschaft Fregadero de gas.
JPH10219339A (ja) * 1997-02-04 1998-08-18 Tokyo Yogyo Co Ltd ガス吹き込みプラグ
RU2132395C1 (ru) * 1998-03-13 1999-06-27 Открытое акционерное общество "Шибер" Способ изготовления составной канальной пробки для продувки металла газом, огнеупорный материал для изготовления канальной пробки и способ изготовления каналообразующих элементов для выполнения каналов в пробке
DE19954918C2 (de) * 1999-11-16 2001-09-20 Veitsch Radex Gmbh Wien Feuerfester keramischer Gasspülstein
UA99909U (uk) * 2015-02-09 2015-06-25 Комбінований моноблок донної продувки
CN205662535U (zh) * 2016-06-08 2016-10-26 武汉科技大学 一种用于钢包精炼的底吹透气砖
UA134689U (uk) * 2019-01-24 2019-05-27 Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Іннотех-Сплав" Блок донної продувки розплаву
KR102146751B1 (ko) * 2020-06-12 2020-08-21 (주)포스코케미칼 저취 내화물 구조

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022075961A1 (en) 2022-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5677935B2 (ja) バーナ/インジェクタパネル装置
RU134090U1 (ru) Устройство для донной продувки металла газом
Gushchin et al. Improved tundish refining of steel in continuous-casting machines
UA126511C2 (uk) Спосіб обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності та пристрій для його здійснення
KR100847778B1 (ko) 래들용 버블링 플러그
BRPI0510988A (pt) refino de metal em fusão
UA146519U (uk) Пристрій для обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності
CN102428335B (zh) 冶金的熔炼和处理总成
KR20120043391A (ko) 슬래그 배출구 냉각장치를 구비한 용융로
UA146518U (uk) Спосіб обробляння рідкого металу газовим середовищем в металургійній ємності
US5911946A (en) Snorkel for a degassing vessel
ITTO20010509A1 (it) Procedinento per fondere spugna metallica e forno ad arco elettrico per l'attuazione del procedimento.
RU2309183C2 (ru) Способ продувки жидкого металла в ковше и устройство для продувки металла газом
Badr et al. Refractory Solutions to Improve Steel Cleanliness
EA011370B1 (ru) Устройство для рафинирования металла в промежуточном ковше
RU2706911C1 (ru) Устройство для донной продувки металла газом в ковше
JPH02104454A (ja) 連続鋳造用ノズル
KR20130095838A (ko) 금속, 용융 금속 및/또는 슬래그의 건식 야금 처리 방법
ES2692326T3 (es) Disposición de lumbrera de acceso y método para formar la misma
KR20020016818A (ko) 용해로 및 주입래들용 배출채널
CN210314356U (zh) 一种整体透气砖用的气体输入通道
RU2296647C2 (ru) Сталеразливочный ковш
RU63271U1 (ru) Продувочный блок и устройство для продувки жидкого металла газом в ковше (варианты)
KR101749077B1 (ko) 턴디시 및 이를 이용한 주조방법
CN115041672A (zh) 中间包湍流控制器、安装方法及用于管线用钢的吹氩方法